In the present study we demonstrate that human monocytes activated by lipopolysaccharides (LPS) were able to produce high levels of interleukin 10 (IL-10), previously designated cytokine synthesis inhibitory factor (CSIF), in a dose dependent fashion. IL-10 was detectable 7 h after activation of the monocytes and maximal levels of IL-10 production were observed after 24-48 h. These kinetics indicated that the production of IL-10 by human monocytes was relatively late as compared to the production of IL-1 alpha, IL-1 beta, IL-6, IL-8, tumor necrosis factor alpha (TNF alpha), and granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF), which were all secreted at high levels 4-8 h after activation. The production of IL-10 by LPS activated monocytes was, similar to that of IL-1 alpha, IL-1 beta, IL-6, IL-8, TNF alpha, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF), and G-CSF, inhibited by IL-4. Furthermore we demonstrate here that IL-10, added to monocytes, activated by interferon gamma (IFN-gamma), LPS, or combinations of LPS and IFN-gamma at the onset of the cultures, strongly inhibited the production of IL-1 alpha, IL-1 beta, IL-6, IL-8, TNF alpha, GM-CSF, and G-CSF at the transcriptional level. Viral-IL-10, which has similar biological activities on human cells, also inhibited the production of TNF alpha and GM-CSF by monocytes following LPS activation. Activation of monocytes by LPS in the presence of neutralizing anti-IL-10 monoclonal antibodies resulted in the production of higher amounts of cytokines relative to LPS treatment alone, indicating that endogenously produced IL-10 inhibited the production of IL-1 alpha, IL-1 beta, IL-6, IL-8, TNF alpha, GM-CSF, and G-CSF. In addition, IL-10 had autoregulatory effects since it strongly inhibited IL-10 mRNA synthesis in LPS activated monocytes. Furthermore, endogenously produced IL-10 was found to be responsible for the reduction in class II major histocompatibility complex (MHC) expression following activation of monocytes with LPS. Taken together our results indicate that IL-10 has important regulatory effects on immunological and inflammatory responses because of its capacity to downregulate class II MHC expression and to inhibit the production of proinflammatory cytokines by monocytes.

Toll-like receptors (TLRs) are ancient microbial pattern recognition receptors highly conserved from Drosophila to humans. To investigate if subsets of human dendritic cell precursors (pre-DC), including monocytes (pre-DC1), plasmacytoid DC precursors (pre-DC2), and CD11c+ immature DCs (imDCs) are developed to recognize different microbes or microbial antigens, we studied their TLR expression and responses to microbial antigens. We demonstrate that whereas monocytes preferentially express TLR 1, 2, 4, 5, and 8, plasmacytoid pre-DC strongly express TLR 7 and 9. In accordance with these TLR expression profiles, monocytes respond to the known microbial ligands for TLR2 (peptidoglycan [PGN], lipoteichoic acid) and TLR4 (lipopolysaccharide), by producing tumor necrosis factor (TNF)-α and interleukin (IL)-6. In contrast, plasmacytoid pre-DCs only respond to the microbial TLR9-ligand, CpG-ODNs (oligodeoxynucleotides [ODNs] containing unmethylated CpG motifs), by producing IFN-α. CD11c+ imDCs preferentially express TLR 1, 2, and 3 and respond to TLR 2-ligand PGN by producing large amounts of TNF-α, and to viral double-stranded RNA-like molecule poly I:C, by producing IFN-α and IL-12. The expression of distinct sets of TLRs and the corresponding difference in reactivity to microbial molecules among subsets of pre-DCs and imDCs support the concept that they have developed through distinct evolutionary pathways to recognize different microbial antigens.

Interleukin 10 (IL-10) and viral IL-10 (v-IL-10) strongly reduced antigen-specific proliferation of human T cells and CD4+ T cell clones when monocytes were used as antigen-presenting cells. In contrast, IL-10 and v-IL-10 did not affect the proliferative responses to antigens presented by autologous Epstein-Barr virus-lymphoblastoid cell line (EBV-LCL). Inhibition of antigen-specific T cell responses was associated with downregulation of constitutive, as well as interferon gamma- or IL-4-induced, class II MHC expression on monocytes by IL-10 and v-IL-10, resulting in the reduction in antigen-presenting capacity of these cells. In contrast, IL-10 and v-IL-10 had no effect on class II major histocompatibility complex (MHC) expression on EBV-LCL. The reduced antigen-presenting capacity of monocytes correlated with a decreased capacity to mobilize intracellular Ca2+ in the responder T cell clones. The diminished antigen-presenting capacities of monocytes were not due to inhibitory effects of IL-10 and v-IL-10 on antigen processing, since the proliferative T cell responses to antigenic peptides, which did not require processing, were equally well inhibited. Furthermore, the inhibitory effects of IL-10 and v-IL-10 on antigen-specific proliferative T cell responses could not be neutralized by exogenous IL-2 or IL-4. Although IL-10 and v-IL-10 suppressed IL-1 alpha, IL-1 beta, tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha), and IL-6 production by monocytes, it was excluded that these cytokines played a role in antigen-specific T cell proliferation, since normal antigen-specific responses were observed in the presence of neutralizing anti-IL-1, -IL-6, and -TNF-alpha mAbs. Furthermore, addition of saturating concentrations of IL-1 alpha, IL-1 beta, IL-6, and TNF-alpha to the cultures had no effect on the reduced proliferative T cell responses in the presence of IL-10, or v-IL-10. Collectively, our data indicate that IL-10 and v-IL-10 can completely prevent antigen-specific T cell proliferation by inhibition of the antigen-presenting capacity of monocytes through downregulation of class II MHC antigens on monocytes.

It is not known whether subsets of dendritic cells provide different cytokine microenvironments that determine the differentiation of either type-1 T helper (T H 1) or T H 2 cells. Human monocyte (pDC1)–derived dendritic cells (DC1) were found to induce T H 1 differentiation, whereas dendritic cells (DC2) derived from CD4 + CD3 – CD11c – plasmacytoid cells (pDC2) induced T H 2 differentiation by use of a mechanism unaffected by interleukin-4 (IL-4) or IL-12. The T H 2 cytokine IL-4 enhanced DC1 maturation and killed pDC2, an effect potentiated by IL-10 but blocked by CD40 ligand and interferon-γ. Thus, a negative feedback loop from the mature T helper cells may selectively inhibit prolonged T H 1 or T H 2 responses by regulating survival of the appropriate dendritic cell subset.

An efficient Th1-driven adaptive immune response requires activation of the T cell receptor and secretion of the T cell stimulatory cytokine IL-12 by activated antigen-presenting cells. IL-12 triggers Th1 polarization of naive CD4(+) T cells and secretion of IFN-gamma. We describe a new heterodimeric cytokine termed IL-27 that consists of EBI3, an IL-12p40-related protein, and p28, a newly discovered IL-12p35-related polypeptide. IL-27 is an early product of activated antigen-presenting cells and drives rapid clonal expansion of naive but not memory CD4(+) T cells. It also strongly synergizes with IL-12 to trigger IFN-gamma production of naive CD4(+) T cells. IL-27 mediates its biologic effects through the orphan cytokine receptor WSX-1/TCCR.

Abstract IL-23 is a heterodimeric cytokine composed of the IL-12p40 “soluble receptor” subunit and a novel cytokine-like subunit related to IL-12p35, termed p19. Human and mouse IL-23 exhibit some activities similar to IL-12, but differ in their capacities to stimulate particular populations of memory T cells. Like IL-12, IL-23 binds to the IL-12R subunit IL-12Rβ1. However, it does not use IL-12Rβ2. In this study, we identify a novel member of the hemopoietin receptor family as a subunit of the receptor for IL-23, “IL-23R.” IL-23R pairs with IL-12Rβ1 to confer IL-23 responsiveness on cells expressing both subunits. Human IL-23, but not IL-12, exhibits detectable affinity for human IL-23R. Anti-IL-12Rβ1 and anti-IL-23R Abs block IL-23 responses of an NK cell line and Ba/F3 cells expressing the two receptor chains. IL-23 activates the same Jak-stat signaling molecules as IL-12: Jak2, Tyk2, and stat1, -3, -4, and -5, but stat4 activation is substantially weaker and different DNA-binding stat complexes form in response to IL-23 compared with IL-12. IL-23R associates constitutively with Jak2 and in a ligand-dependent manner with stat3. The ability of cells to respond to IL-23 or IL-12 correlates with expression of IL-23R or IL-12Rβ2, respectively. The human IL-23R gene is on human chromosome 1 within 150 kb of IL-12Rβ2.

We show that a combination of the immunosuppressive drugs, vitamin D3 and Dexamethasone, induced human and mouse naive CD4+ T cells to differentiate in vitro into regulatory T cells. In contrast to the previously described in vitro derived CD4+ T cells, these cells produced only interleukin (IL)-10, but no IL-5 and interferon (IFN)-γ, and furthermore retained strong proliferative capacity. The development of these IL-10–producing cells was enhanced by neutralization of the T helper type 1 (Th1)- and Th2–inducing cytokines IL-4, IL-12, and IFN-γ. These immunosuppressive drugs also induced the development of IL-10–producing T cells in the absence of antigen-presenting cells, with IL-10 acting as a positive autocrine factor for these T cells. Furthermore, nuclear factor (NF)-κB and activator protein (AP)-1 activities were inhibited in the IL-10–producing cells described here as well as key transcription factors involved in Th1 and Th2 subset differentiation. The regulatory function of these in vitro generated IL-10–producing T cells was demonstrated by their ability to prevent central nervous system inflammation, when targeted to the site of inflammation, and this function was shown to be IL-10 dependent. Generating homogeneous populations of IL-10–producing T cells in vitro will thus facilitate the use of regulatory T cells in immunotherapy.